淺談病險水閘成因及除險加固措施分析

邢志紅

【摘要】我國建筑行業(yè)近幾年內(nèi)發(fā)展迅速，盡管國家對水利工程等項(xiàng)目的控制質(zhì)量都非常嚴(yán)格，且采取了一定的措施來控制水利工程項(xiàng)目的質(zhì)量問題，但在建設(shè)、管理運(yùn)行和自然損害等面前依舊無法避免出現(xiàn)各種病險問題。我國地域廣闊，擁有的河流數(shù)量也很多。在水利基礎(chǔ)設(shè)施中，水閘起到了尤為重要的作用，所以本文以水閘為例，淺談病險水閘的成因及其除險加固措施。【關(guān)鍵詞】水閘工程；病險成因；除險加固；措施 我國地域廣闊，河流眾多，水利工程近年來得到迅猛發(fā)展。在水利基礎(chǔ)設(shè)施中，水閘在防洪除澇、農(nóng)業(yè)灌溉、發(fā)電、供水、旅游等方面起到重要作用，是最為基礎(chǔ)的水利設(shè)施之一。然而，由于受到歷史因素、技術(shù)條件等影響，很多水閘的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，加之后期管理運(yùn)行水平差，對水閘的安全性、可靠性與耐久性等造成嚴(yán)重影響。1、病險成因 1.1水閘建設(shè)方面 限于當(dāng)時的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，很多水閘都是采取“邊勘測、邊設(shè)計(jì)、邊施工”的方式修建的，存在工程設(shè)計(jì)倉促、施工方案不完善，設(shè)備配套不全等問題。 1.2管理運(yùn)行方面 首先，水閘安全運(yùn)行管理機(jī)制不健全。水閘的管理機(jī)制也是影響水閘安全運(yùn)行的重要因素。由于運(yùn)行管理機(jī)制不健全，限制了水閘的安全運(yùn)行，暴露出諸多問題，主要表現(xiàn)在管理手段落后，閘門操作不規(guī)范，啟閉機(jī)操作不規(guī)范，技術(shù)力量薄弱，規(guī)章制度不健全。其次，水閘維修養(yǎng)護(hù)管理機(jī)制不健全。長期以來，水閘在維修養(yǎng)護(hù)方面存在“重建輕養(yǎng)”的現(xiàn)象。大部分水閘在交付使用后缺乏有效的維修養(yǎng)護(hù)管理機(jī)制，專項(xiàng)維修養(yǎng)護(hù)資金是否到位，啟閉系統(tǒng)、閘門和電氣系統(tǒng)是否及時進(jìn)行維修保養(yǎng)，這些問題如果在水閘運(yùn)行期間長期得不到解決，年復(fù)一年，積少成多，將會嚴(yán)重的影響水閘的安全性和可靠性。 1.3自然損壞與自然災(zāi)害方面 工程自然損壞與自然災(zāi)害是水閘病險問題產(chǎn)生的主要原因之一。一方面，隨著工程運(yùn)用時間的延續(xù)，材料本身發(fā)生老化、變形、破壞。鋼筋混凝土損壞是水閘普遍存在的病險問題。水閘工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋受潮氧化過程產(chǎn)生巨大的體積力，致使混凝土破裂，而鋼筋外露后又進(jìn)一步生銹。有些水閘鋼閘門銹蝕非常嚴(yán)重，鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用年限超過40年出現(xiàn)老化可認(rèn)為是正?，F(xiàn)象，而20世紀(jì)80年代以后修建的水閘也出現(xiàn)這些現(xiàn)象，主要是由于所處的環(huán)境條件（如海水侵蝕、雨雪侵蝕等）造成的。2、水閘除險加固工程措施2.1地基處理措施對于閘室整體穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求、地基承載能力不足的水閘，需要進(jìn)行地基處理，使地基承載力達(dá)到規(guī)范要求。水閘除險加固中的地基處理技術(shù)，主要包括水泥灌漿、化學(xué)灌漿、粘土灌漿和高壓噴射注漿。其中，水泥類灌漿材料結(jié)石體強(qiáng)度較高，材料易得，配置方便，但灌漿直徑或?qū)挾热菀资艿剿囝w粒粒徑大小的影響?；瘜W(xué)灌漿雖然具有較好的可灌性，但是要防止某些化學(xué)灌漿材料給周圍環(huán)境帶來的污染。粘土灌漿主要用于充填劈裂或洞穴，恢復(fù)土體的完整性，堵塞滲漏通道，同時能夠改善應(yīng)力條件，減小或消除拉應(yīng)力。高壓噴射注漿常用于水閘地基處理工程，主要包括半置換法與完全置換法。2.2滲漏修復(fù)水閘的滲漏問題主要包括閘底滲漏和閘側(cè)滲漏，通常采取增長滲徑，降低滲透比來進(jìn)行滲漏修復(fù)。對于閘底滲漏，如果水閘上游鋪蓋破壞或閘身與鋪蓋之間水平止水破壞的可采取補(bǔ)做鋪蓋或重設(shè)水平止水的措施。一般在冬季枯水期進(jìn)行施工，水閘鋪蓋宜采用混凝土鋪蓋，而漿砌塊石鋪蓋不均勻沉陷會引起漿砌裂縫漏水。如果閘底本身滲徑長度不夠，可以在上游鋪蓋前打防滲板樁，材料可以選用鋼筋混凝土板。通過打板樁不僅增長滲徑起到防滲作用，還可以降低閘底板的揚(yáng)壓力，有利于水閘的抗滑穩(wěn)定。對于閘側(cè)滲漏，一般是由于閘墻背后填土不密實(shí)或刺墻長度不夠造成的。當(dāng)發(fā)生閘側(cè)滲漏時，可對閘背填土重新開挖或用沖抓錐造孔，回填黃土分層夯料，加深、接長刺墻。如果滲水發(fā)生在閘墻下游與翼墻的連接處，則說明原垂直止水已破壞，需重新做垂直止水。2.3防沖處理 水閘下游護(hù)坦、海漫及二岸護(hù)坡的沖刷是水閘沖刷破壞中最普遍的現(xiàn)象，許多水閘都是常年進(jìn)行沖刷修復(fù)，浪費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力。對于由于消力池設(shè)計(jì)達(dá)不到要求，未能充分消殺過閘水流的能量引起的沖刷，可以采取設(shè)置二道消力坎的辦法來處理，以更加充分地消能，降低流速，減小沖刷。對于由于海漫干砌塊石過小引起的局部沖刷，可采取拋大塊石或混凝土四面體的辦法來處理，也可以采用少筋混凝土或埋石混凝土重新修建海漫，并在海漫末端設(shè)置拋石防沖槽或打板樁進(jìn)行防沖。對于下游二岸也同樣可以采取塊石護(hù)坡的辦法進(jìn)行處理，在施工的時候一定要注意做好反濾墊層，以防止被水流淘空塊石下面土體產(chǎn)生塌陷破壞。2.4混凝土表面劣化處理2.4.1碳化與鋼筋銹蝕處理針對碳化問題，根據(jù)碳化實(shí)際深度與部位，采取相應(yīng)的處理方式。通常情況下，先去除碳化部分，清理混凝土表面，再使用高于設(shè)計(jì)標(biāo)號的混凝土實(shí)施修補(bǔ)；如果外部鋼筋存在銹蝕，應(yīng)先除銹再處理，對于銹蝕嚴(yán)重的部分，應(yīng)進(jìn)行換筋處理。此外還要注意，無論使用哪一種碳化處理方法，都要同時采取防碳化措施，比如：針對使用常規(guī)混凝土的修補(bǔ)方式，可配合使用環(huán)氧厚漿涂料進(jìn)行封閉。2.4.2 剝蝕損壞處理先清洗原剝蝕面，然后使用特定材料修補(bǔ)。在選取適宜修補(bǔ)材料過程中，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)生剝蝕問題的主要原因，使用對應(yīng)的材料。比如：由凍融問題造成的剝蝕，應(yīng)使用具備一定抗凍能力的聚合物砂漿完成修補(bǔ)。3、結(jié)論水閘在灌溉、發(fā)電、供水等方面有著重要地位，一旦水閘工程出現(xiàn)問題，將直接影響到區(qū)域內(nèi)人民的生產(chǎn)和生活，其可能造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響之大是難以用數(shù)字估量的。因此，必須結(jié)合水閘的運(yùn)行情況，找出存在的問題，及時對病險水閘進(jìn)行除險加固，只有這樣才能確保水閘安全可靠運(yùn)行，才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。參考文獻(xiàn)：[1]樸哲浩，宋力.我國病險水閘成因及除險加固工程措施分析[J].水利建設(shè)與管理.2015，1.[2]秦毅，顧群.全國病險水閘成因分析及加固的必要性[J].水利水電工程設(shè)計(jì)，2016，12.[3]楊群英.莆田市南北洋海堤險工隱患成因分析及除險加固工程措施[J].水利科技.2016，6，11.[4]王清清，王付兵.河堤除險加固處理措施分析[J].水利，電力.2014，4.